PCB線路[Lu]闆(Pan)調試技術之六類(Lei)模塊

在PCB抄闆及設計工作中，我們常(Chang)常要對電路闆進行調試與(Yu)測試，六類模[Mo]塊電(Dian)路闆的調試就[Jiu]是其中一種，為了能讓大(Da)家更好的理解六類模塊[Kuai]電路(Lu)闆的調試技術，我(Wo)先(Xian)給大家簡單(Dan)的(De)介紹一下[Xia]六類模塊。六(Liu)類模塊的核[He]心部件是線路(Lu)闆，其設計(Ji)結構、制作工(Gong)藝基本上就[Jiu]決定了産品的性能指标[Biao]，六類模塊執[Zhi]行的标準是 EIA/TIA 568B.2-1，當中(Zhong)最為重[Zhong]要的參數是插入損耗、回(Hui)波損耗、近端串擾等。

插入[Ru]損耗 (Insert Loss)：由于傳(Chuan)輸通道阻抗的存在(Zai)，它會随着信号頻率的增加而使(Shi)信号的[De]高頻分量衰減加大[Da]，衰減不僅(Jin)與信号頻[Pin]率有[You]關，也與傳輸距[Ju]離(Li)有關，随着長度的增加，信号衰減也[Ye]會随着(Zhe)增加。回波損耗(Return Loss)：由于産品中阻抗發[Fa]生變化，就會(Hui)産生局部震(Zhen)蕩，緻使信号反[Fan]射，被(Bei)反射到發送端的[De]一部分能量(Liang)會形成噪音，導緻信号失真，降低傳輸性(Xing)能。如全雙工的千兆網，會[Hui]将反射信号誤認為是收到的信号[Hao]而引[Yin]起有用信号的波動，造成混亂，反射的能[Neng]量越少，就意味着(Zhe)通道采用線路的阻抗一緻性越好，傳輸信号越完整，在通道上的噪音[Yin]就越(Yue)小。回波損耗[Hao]RL的計算公式：回波損耗=發(Fa)射信号÷反射信号。

在[Zai]設計中[Zhong]，保證阻抗的全線路一[Yi]緻性以及與(Yu)100歐(Ou)姆阻抗的[De]六類(Lei)線纜配合是解決[Jue]回波損耗參數失效的有效手段。例如PCB線路的層間距[Ju]離不均勻、傳輸線路(Lu)銅導體截面變化、模[Mo]塊内的導體與六類線纜(Lan)導體不匹配等，都會引起回波損耗參數變化。近[Jin]端串擾(NEXT)： NEXT是指在一對傳輸(Shu)線[Xian]路中，一對線對另一對線的信(Xin)号耦[Ou]合，即為當一條線[Xian]對發送(Song)信号時，在另一條相(Xiang)鄰的線對收到的信号。這(Zhe)種串擾信号主(Zhu)要[Yao]是由于臨近繞對(Dui)通過電容或電感[Gan]耦合過(Guo)來的，通過補償[Chang]的辦[Ban]法，抵消(Xiao)、減弱其幹擾信号，使其不能産(Chan)生[Sheng]駐波是解決該參數失效的主要辦法。

在模塊(Kuai)試制階段(Duan)，用理[Li]論做指導，以(Yi)計算機輔助設計為依(Yi)據(Ju)，就能很快的達到預期效果。在國内進[Jin]行的六類模塊PCB設計中，主[Zhu]要以線路對角[Jiao]補償理論做依據，進[Jin]行大量的試制[Zhi]工作，同樣也可達到預期(Qi)效果。模塊與插頭引起的信号外漏現(Xian)象[Xiang]會發生相(Xiang)互間的信号[Hao]幹涉，為防止信号幹涉現象，在平衡鍊[Lian]路中導體進行扭(Niu)繞，達到平衡傳輸的目(Mu)的，扭繞結構會[Hui]造成信号間的相位變化，也會(Hui)增大線路上的[De]信号衰減，這[Zhe]個結構稱之(Zhi)為非屏蔽結構(Gou)(UTP)。4對平衡雙絞線中，每(Mei)對線的絞距不[Bu]同，線纜尾端使用模塊化[Hua]的連接件，形成連接[Jie]件和接插件之間的相連，相互連接區内形[Xing]成[Cheng]導體之間進行(Hang)的平衡[Heng]結構，即(Ji)為六類系統的永久[Jiu]鍊路。在永久鍊路内産生了在平衡線路中所發生的[De]信[Xin]号幹擾現[Xian]象，即為串擾，解決串(Chuan)擾問題是進行高速[Su]通信用連(Lian)接件制(Zhi)造的核心技術。

在接觸端[Duan]子之間産生[Sheng]接觸損失會導[Dao]緻衰減、反射損失等現象，這種[Zhong]損失在高速信号傳輸時，會産生障礙和(He)故障(Zhang)，解決這類問[Wen]題(Ti)是進行高速通信用連接件制造(Zao)的核心技術[Shu]。在模塊與插頭的連接[Jie]線[Xian]路中，插頭[Tou]内的(De)每對連接端子是平衡(Heng)線路，平衡線[Xian]路中導體會産(Chan)生信号外漏及阻抗損耗，阻礙通信的最大因素就是信号外[Wai]漏。可通過研究(Jiu)E場和H場解決此[Ci]類問題或從研(Yan)究反(Fan)向衰減的方法[Fa]中尋找解決方案，這(Zhe)是高速通信用(Yong)連接(Jie)件制造的核(He)心[Xin]技術(Shu)。E場和H場平衡[Heng]線路上所發[Fa]生的信号幹擾(Rao)，即電磁場幹擾，可通過E場和H場的分布進行描述。

電子通信線(Xian)路測試的主要參數是掃頻下進行的相(Xiang)關測量，在這個頻率信号上附加語音或數據包進行傳輸，傳(Chuan)輸速度越高(Gao)頻率越[Yue]快。用信号外漏的(De)解決方法來[Lai]解釋産生問題[Ti]的插座信号外漏現象，最基本的方(Fang)法是根據電感和電容所發生的信号外[Wai]漏仿真圖(Tu)，在信号集中區域收[Shou]集信号并進行[Hang]返送。在設計中(Zhong)，耦合電容的設計是[Shi]關鍵(Jian)參數(Shu)，與耦合線[Xian]路的長度、線間距離[Li]、寬度、補償線路(Lu)布置等有關。考慮到六類[Lei]系統[Tong]采用4對[Dui]線同時(Shi)傳輸信号，必然(Ran)會對其産生綜合遠端串(Chuan)繞(Rao)，可通過分析[Xi]，進行計算機(Ji)仿真，設計出(Chu)補償線路(Lu)。國(Guo)内同行一[Yi]般[Ban]進行的六類模塊試制過程主要是在[Zai]确定主幹回(Hui)路後，在設計出補[Bu]償回路(Lu)，進行大量的方案設計和樣品[Pin]制作，在補償線路、PCB層[Ceng]間結構基[Ji]本确定後，後續[Xu]工作[Zuo]主要是[Shi]通過工藝改進，從而提高性(Xing)能。

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